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N° 469 - Dossier "Faire des sciences physiques et chimiques"

Pédagogie différenciée au collège en Physique Chimie

Par Vincent Médout-Marère et Philippe Schmitt

Différencier au sein de la classe, une vieille idée qui effraie encore. Deux enseignants se sont lancés et livrent leur pratique et leurs réflexions.

L’idée a germé en juin 2007, dans les couloirs de notre collège, classé Ambition Réussite. Nous, deux enseignants de physique chimie, nous sommes trouvés en fin d’année satisfaits d’avoir pu envoyer des élèves vers des filières scientifiques et dans le même temps frustrés de ne peut-être pas leur avoir apporté tout ce qu’ils demandaient. Nous sommes toujours confrontés aux mêmes questions : doit-on faire tout le programme pour un tiers de la classe ou un tiers du programme pour toute la classe ? Comment amener un maximum d’élèves vers la réussite sans pour autant léser les meilleurs en négligeant les approfondissements ? D’où l’idée et l’envie de faire apprendre et évoluer différemment. L’occasion s’est présentée à la rentrée 2007 avec la relecture des programmes de 4ème. La réflexion nous a conduits à l’élaboration de fiches dont l’objectif est de donner de la matière aux collégiens avides d’apprendre pour éviter de les placer dans une situation d’attente. Et à l’inverse, de ne pas noyer les plus fragiles sous un flot d’informations qui, pour eux, n’ont aucun sens. Travailler à leur portée est le premier stade pour un prise de sens de l’enseignement qui leur est fourni, que ces élèves ont tendance à subir plutôt qu’à s’approprier.

Principes d’un travail sur fiche pour une pédagogie différenciée

Il s’agit de cibler en une page, une connaissance (ou plusieurs) avec la (ou les) capacité(s) associée(s). Ceci bien évidemment, en privilégiant les méthodes d’enseignement préconisées (questionnement judicieux faisant émerger les représentations préalables, démarche d’investigation,...)
Dans la suite, nous donnons un exemple de fiche traitant :
-  la connaissance : « Un modèle particulaire pour interpréter la distinction entre mélange et corps pur » pour l’air et la vapeur d’eau.
-  la capacité : « Argumenter en utilisant la notion de molécules pour interpréter les différences entre corps purs et mélanges. »

L’élève par un simple coup d’œil voit :
- le thème traité ; exemple : « Corps purs et mélanges »
- le parcours proposé avec son niveau de difficulté : «  ou ou  »
- si le travail doit se faire en autonomie, en groupe ou avec l’aide du professeur.
- le chapitre et la page du livre auquel le thème se réfère.

La grande majorité des fiches débute par une énigme qui a pour but de mettre l’élève en phase d’interrogation. Elle peut faire appel à des acquis ou initier une investigation. C’est une phase de rassemblement pendant laquelle la classe et l’enseignant échangent ensemble. Chacun doit s’approprier « le problème du jour ». S’en suit une phase d’investissement et de recherche personnelle qui dépendra du niveau de celui à qui cette feuille est destinée.

L’originalité de ces fiches est de proposer dans une même classe trois parcours différents et adaptés aux capacités d’apprentissage de chaque l’élève pour atteindre une même connaissance et/ou capacité.

De la Terre à la Lune : Parcours plus facile ; l’élève est guidé d’étape en étape par un questionnaire étayé et des supports (images, tableaux, documents,...) relativement aisés à lire. Ce parcours est destiné aux élèves, nombreux dans notre collège, qui ont des difficultés d’expression écrite, de calcul, de construction de raisonnement... L’accent est donc mis sur un travail de lecture, d’écriture (éviter les difficultés de vocabulaire), qui permet à l’élève d’échafauder son raisonnement, d’en garder une trace et d’arriver à cerner un phénomène. L’élève est très peu autonome, la présence du professeur ou d’un assistant pédagogique est souvent indispensable.

En imageant, on aide l’élève à monter un escalier marche par marche.

Extrait de la fiche élève

a- Quel est le dessin qui modélise de la vapeur d’eau ? Pourquoi ?
b- Quel est le dessin qui modélise un mélange d’eau et de dioxygène ? Pourquoi ?
c- Quel est le dessin qui modélise un mélange de dioxygène et de diazote ? Pourquoi ?
d- Quel est le dessin qui modélise l’air ? Pourquoi ?

Voyage vers Mars : Le parcours est de difficulté moyenne, très concret. Il permet à l’élève d’acquérir une connaissance en suivant un fil conducteur. On vise l’autonomie.

En imageant encore, l’élève monte l’escalier presque seul en utilisant la rampe de temps à autre.

Extrait de la fiche élève

Voici 6 dessins qui modélisent :

l’ébullition de l’eau
l’air
un mélange de diazote et de dioxygène
l’air liquide
du dihydrogène gazeux
de la vapeur d’eau

Malheureusement, les étiquettes ont été mélangées.
A toi de les retrouver en justifiant toutes tes réponses :

En route vers Jupiter : La difficulté du parcours augmente mais ne doit pas être rebutante. Il s’agit ici de réfléchir, d’inventer, de chercher l’information et de se faire plaisir (nous sommes de plus en plus persuadés qu’ils se font plaisir).

Et imageant, l’élève monte seul l’escalier et même parfois en courant.

Extrait de la fiche élève

La molécule d’eau est composée de 2 atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène La molécule de dioxygène est composée de 2 atomes d’oxygène.

La molécule de diazote est composée de 2 atomes d’azote.

Représente dans des carrés de 4 cm x 4 cm :
1. l’ébullition de l’eau
2. du dioxygène pur gazeux
3. du diazote liquide
4. de l’air
5. de l’air liquide
6. du dihydrogène gazeux

Toute la classe doit se retrouver au bout de quarante ou quarante cinq minutes de travail pour effectuer une mise en commun. Tout le monde se regroupe autour d’une conclusion élaborée ensemble avec un vocabulaire utilisable par tous.

Extrait de la fiche élève
« A la fin de cette fiche tu dois être capable de distinguer corps purs et mélanges. »

La séance se termine le plus souvent par une évaluation formative, qui peut aussi être différenciée.

Extrait de la fiche élève
Évaluation formative
1. Combien y a-t-il de molécules différentes dans un corps pur ?
2. Représente dans ton cahier un modèle moléculaire de l’air comprenant 4 molécules de dioxygène.

Le plus souvent, les exercices du livre proposés en fin de fiche sont les mêmes.
L’évaluation sommative en fin de parcours (après 3 ou 4 fiches) est la même pour tous les élèves. Elle reprend des exercices vus dans les fiches ; les approfondissements peuvent donner lieu s’ils sont dans l’évaluation à des points de bonus.

Intérêts et premiers bilans

Pour le professeur
En travaillant les thèmes un par un, cette forme de travail permet de cibler les points importants et incontournables du programme. Elle facilite la programmation des séances sur l’année et le professeur peut valider des compétences comme : s’Informer, Communiquer ... (plus rarement évaluées, et permettant souvent de valoriser d’autres élèves.)
Elle permet d’être plus proche des élèves en difficulté, sans avoir le sentiment désagréable d’abandonner ceux qui apprennent facilement et donne une certaine souplesse car elle s’adapte à l’hétérogénéité des classes.

Pour l’élève
Le cadre est rassurant, l’élève sait ce que l’on attend de lui. Il apprend à construire un raisonnement (pour les plus fragiles) ou au contraire aiguise sa pensée (pour les plus forts). Il apprend à acquérir de l’autonomie face à une tâche, fait un effort de recherche, ce qui implique une prise de sens. Comme il retrouve l’essentiel de la notion en quelques lignes, cela facilite la tenue du cahier où il conserve une trace écrite.
La trace écrite est plus motivante car, tout en restant aussi dense que pour un enseignement classique, elle est plus interactive pour l’élève puisque centrée sur des constructions et des résolutions d’exercices.

Les difficultés rencontrées
La première concerne l’élaboration des fiches, qui demande du temps, de la réflexion, beaucoup d’enthousiasme, de persévérance et surtout un travail d’équipe.
Ensuite, il y a le problème de gestion de la classe. Il faut jongler d’un groupe à l’autre, en sautant d’une activité à une autre. Il faut gérer des manipulations qui n’ont plus rien de simultané... Certains élèves se lassent devant la fiche, épuisés par le simple fait de savoir qu’ils ont à réfléchir (cela concerne une minorité...)
La mise en place n’est pas aisée au début ; ensuite, les collégiens s’adaptent et la trace écrite s’améliore dans les cahiers.N’oublions pas le nombre de photocopies (environ 40 par élèves pour l’année), une petite bibliothèque dans la classe (ou un accès au CDI), des ordinateurs...

Notre conclusion

Six mois après le début de cette expérience, les élèves nous donnent pour la plupart le sentiment d’être heureux d’aller en physique. Nous n’avons pas de problème particulier de discipline dans les quatre classes de quatrième où nous avons testé cet enseignement.
L’utilisation de ces fiches s’accompagne d’un travail sur la relation enseignant-apprenant et sur la construction d’évaluations non développées ici.
Les résultats obtenus aux évaluations sur les deux premiers trimestres sont plutôt satisfaisants et encourageants ; les moyennes générales sont en légère hausse par rapport aux années passées.
Bien évidemment, certaines fiches sont à rectifier pour essayer de gagner du temps ; d’autres sont à remodeler pour plus d’efficacité...
Cet outil est à nos yeux efficace, car il donne à chaque élève l’ambition de sa réussite. Nous avons testé quelques fiches en classe de cinquième (partie lumière) qui donnent les mêmes satisfactions. Nous projetons le même type de support en classe de troisième avec les nouveaux programmes.

Vincent Médout-Marère et Philippe Schmitt, Professeurs de Physique Chimie.


Nous tenons à remercier particulièrement Mme D. Courtillot, IA IPR de Physique Chimie de l’Académie de Montpellier, Mme F. Mercier Agent de laboratoire et Mme Cerqueira Assistante Pédagogique toutes deux au collège des Escholiers de la Mosson.


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